局域网中的冗余链路.docx
《局域网中的冗余链路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《局域网中的冗余链路.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
局域网中的冗余链路
局域网中的冗余链路
目的：
1.理解局域网的冗余拓扑
2.理解交换环路带来的问题
3.理解生成树协议
4.理解快速生成树协议
5.掌握STP与RSTP的配置
6.理解端口聚合的概念
7.掌握端口聚合的配置
重点、难点：
1.掌握STP与RSTP的配置
2.端口聚合的配置
方法：
讲授、案例教学法
器材、设备：
交换机、计算机、网线等
步骤、内容
一、交换网络内的冗余拓扑
（一）目的
减少单点故障，增加网络可靠性
（二）问题
产生交换环路，会导致：
广播风暴、多帧复制、MAC地址表抖动
1.广播风暴
广播信息在网络中不停地转发，直至导致交换机出现超负荷运转，最终耗尽所有带宽资源、阻塞全网通信
2.多帧复制
单播的数据帧被多次复制传送到目的站点
步骤、内容
3.MAC地址表抖动
二、生成树协议
（一）生成树协议概述
1.IEEE802.1dSTP（生成树协议，Spanning-TreeProtocol）协议：
（1）使冗余端口置于“阻塞状态”；
（2）网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；
（3）当这个链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠。
步骤、内容
（二）生成树协议的BPDU
1.交换机或者网桥之间周期性地发送STP的桥接协议数据单元（BridgeProtocolDataUnit，BPDU），用于实现STP的功能
（1）每2秒发送一次的二层报文
（2）组播发送，组播地址为：
01-80-C2-00-00-00
2.BPDU的传播
（1）STP刚启动时，每台交换机都认为自己是根网桥，向外泛洪BPDU
（2）当交换机的一个端口收到高优先级的BPDU（更小的RootBID或者更小的RootPathCost等等）就在该端口保存这些信息，同时向所有端口更新并传播信息
（3）如果收到比自己低优先级的BPDU，交换机就丢弃该信息
3.BPDU传播的最终结果：
（1）网络中选择了一个交换机为根网桥（RootBridge）
（2）每个交换机都计算到根网桥（RootBridge）的最短路径
（3）除根网桥外的每个交换机都有一个根端口（RootPort），即提供最短路径到RootBridge的端口
（4）每个LAN都有了指定交换机（DesignatedBridge），位于该LAN与根交换机之间的最（5）短路径中指定交换机和LAN相连的端口称为指定端口（Designatedport）
（6）根端口（Roorport）和指定端口（Designatedport）进入转发Forwarding状态
（7）其他的冗余端口就处于阻塞状态（Blocking）
（三）STP的路径成本
▪路径成本的计算和链路的带宽相关联
▪根路径成本就是到根网桥的路径中所有链路的路径成本的累计和
▪修订前后的802.1d路径成本：
链路带宽
成本（修订前）
成本（修订后）
10G
1
2
1000M
1
4
100M
10
19
10M
100
100
（四）根网桥和根端口选举
1.网桥ID
用于选举根网桥：
最低网桥ID的交换机将成为根网桥
步骤、内容
（1）网桥优先级取值范围：
0到65535；默认值：
32768（0x8000）
（2）首先判断网桥优先级，优先级最低的网桥将成为根网桥
（3）如果网桥优先级相同，则比较网桥MAC地址，具有最低MAC地址的交换机或网桥将成为根网桥
2.端口ID
参与选举根端口
（1）端口优先级是从0到255的数字，默认值是128（0x80）
（2）端口优先级越小，则优先级越高
（3）如果端口优先级相同，则编号越小，优先级越高
（五）STP的工作过程
▪第一步：
选举一个根网桥；
▪第二步：
在每个非根网桥上选举一个根端口；
▪第三步：
在每个网段上选举一个指定端口；
▪第四步：
阻塞非根、非指定端口。
1.选举根网桥
▪依据网桥ID选举根网桥，ID值最小者当选
▪
根网桥每2s发送一次BPDU
步骤、内容
2.选举根端口
▪在非根交换机上选举根端口
▪选举依据：
Ø根路径成本最小
Ø发送网桥ID最小
Ø
发送端口ID最小
3.选举指定端口
▪每个网段中选取一个指定端口
▪用于向根交换机发送流量和从根交换机接收流量
▪选举依据：
Ø根路径成本最小
Ø所在交换机的网桥ID最小
Ø
端口ID最小
步骤、内容
4.阻塞非根非指定端口
阻塞非根、非指定的端口，形成逻辑上无环路的拓扑结构
5.STP的端口状态
▪阻塞状态（Blocking）
Ø不能接收或者传输数据，不能把MAC地址加入地址表，只能接收BPDU
▪监听状态（Listening）
Ø不能接收或者传输数据，也不能把MAC地址加入地址表，但可以接收和发送BPDU
▪学习状态（Learning）
Ø不能传输数据，但可以发送和接收BPDU，也可以学习MAC地址
▪转发状态（Forwarding）
Ø能够发送和接收数据、学习MAC地址、发送和接收BPDU
（六）生成树拓扑变更
步骤、内容
▪发生变化的交换机会在根端口上每隔hellotime时间就发送TCNBPDU（拓扑变化通知BPDU），直到生成树上游的指定网桥邻居确认了该TCN（拓扑变化通知）为止
▪当网络拓扑变化时，交换机必须重新计算STP，端口的状态会发生改变，重新收敛
▪重新收敛的时间可能长达50s
三、快速生成树协议
（一）概述
1.RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）：
Ø对STP的补充，在物理拓扑变化或配置参数发生变化时，能够显著地减少网络拓扑的重新收敛时间
2.定义了2种新增加的端口角色，用于取代阻塞端口：
Ø替代（alternate）端口AP：
为根端口到根网桥的连接提供了替代路径
Ø
备份（backup）端口BP：
提供了到达同段网络的备份路径
3.3种端口状态——丢弃（discarding）、学习（learning）和转发（forwarding）
运行状态
STP端口状态
RSTP端口状态
在活动的拓扑中是否包含此状态
Disabled
Disabled
Discarding
否
Enabled
Blocking
Discarding
否
Enabled
Listening
Discarding
否
Enabled
Learning
Learning
是
Enabled
Forwarding
Forwarding
是
4.增加2个变量，用于主动地将端口立即转变为转发状态：
Ø边缘端口：
指连接终端的端口
Ø连接类型：
根据端口的双工模式来确定，全双工操作的端口为点到点链路，可以实现快速收敛
5.BPDU的传播机制改变：
Ø非根网桥即使没有收到根网桥发来的BPDU，也会每隔2s发送一次BPDU
Ø如果连续3个hellotime里没有收到邻居发来的BPDU，则认为连接故障
▪拓扑变更的机制改变
步骤、内容
6.RSTP的优点
▪为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口（AlternatePort）和备份端口（BackupPort）两种角色
▪在只连接了两个交换端口的点对点链路中，指定端口只需与下游网桥进行一次握手就可以无时延地进入转发状态
▪边缘端口可以直接进入转发状态，不需要任何延时
（二）STP与RSTP的兼容性
▪RSTP协议与STP协议完全兼容
▪RSTP协议根据收到的BPDU版本号来自动判断与之相连的交换机支持STP协议还是RSTP协议
四、STP与RSTP的配置
（一）SpanningTree的缺省配置
项目
缺省值
EnableState
Disable，不打开STP
STPPriority
32768
STPPortPriority
128
STPPortcost
根据端口速率自动判断，计算方法为长整型
HelloTime
2s
Forward-delayTime
15s
Max-ageTime
20s
LinkType
根据端口双工状态自动判断
（二）SpanningTree的配置
步骤、内容
1.恢复缺省配置
ØSwitch（config）#spanning-treereset
2.打开、关闭STP
ØSwitch（config）#spanning-tree
ØSwitch（config）#nospanning-tree
注意：
锐捷交换机默认关闭spanningtree
3.修改生成树协议的类型
ØSwitch（config）#spanning-treemode{mstp|stp|rstp}
注意：
默认为MSTP
4.配置交换机的优先级
ØSwitch（config）#spanning-treepriority<0-61440>
注意：
网桥优先级配置只能为4096的倍数
5.配置端口的优先级
ØSwitch（config-if）#spanning-treeport-priority<0-240>
注意：
端口优先级配置只能为16的倍数
6.配置端口的路径成本
ØSwitch（config-if）#spanning-treecostcost
7.配置端口路径成本的默认计算方法
ØSwitch（config）#spanning-treepath-costmethod{long|short}
注意：
默认值为长整型（long）
接口速率
端口类型
IEEE802.1d
IEEE802.1t
10M
普通端口
100
2000000
AggregateLink
95
1900000
100M
普通端口
19
200000
AggregateLink
18
190000
1000M
普通端口
4
20000
AggregateLink
3
19000
8.配置HelloTime、Forward-delayTime和Max-ageTime
ØSwitch（config）#spanning-treehello-time|forward-time|max-ageseconds
9.配置链路类型
ØSwitch（config-if）#spanning-treelink-type{point-to-poin|shared}
10.查看生成树的配置
ØSwitch#showspanning-tree
ØSwitch#showspanning-treeinterfaceinterface-id
（三）配置实例
步骤、内容
▪
SW1：
ØS3760（config）#hostnameSW1
ØSW1（config）#spanning-tree
ØSW1（config）#spanning-treemoderstp
ØSW1（config）#spanning-treepriority4096
▪SW2：
ØS3760（config）#hostnameSW2
ØSW2（config）#spanning-tree
ØSW2（config）#spanning-treemoderstp
▪SW3：
ØS3750（config）#hostnameSW3
ØSW3（config）#spanning-tree
ØSW3（config）#spanning-treemoderstp
▪SW4：
ØS3750（config）#hostnameSW4
ØSW4（config）#spanning-tree
ØSW4（config）#spanning-treemoderstp
ØSW4（config）#spanning-treepriority24576
步骤、内容
▪
查看生成树的配置
SW1#showspanning-tree
StpVersion:
RSTP
SysStpStatus:
ENABLED
MaxAge:
20
HelloTime:
2
ForwardDelay:
15
BridgeMaxAge:
20
BridgeHelloTime:
2
BridgeForwardDelay:
15
MaxHops:
20
TxHoldCount:
3
PathCostMethod:
Long
BPDUGuard:
Disabled
BPDUFilter:
Disabled
BridgeAddr:
00d0.f8b4.e54b
Priority:
4096
TimeSinceTopologyChange:
0d:
0h:
2m:
42s
TopologyChanges:
7
DesignatedRoot:
1000.00d0.f8b4.e54b
RootCost:
0
RootPort:
0
五、以太网端口聚合
步骤、内容
（一）端口聚合概述
▪个聚合端口AggregatePort（AP）：
把多个物理接口捆绑在一起而形成的一个简单逻辑接口
Ø标准为IEEE802.3ad
Ø可扩展链路带宽
Ø实现成员端口上的流量平衡
Ø自动链路冗余备份
（二）端口聚合的流量平衡
▪流量平衡：
把流量平均地分配到AP的成员链路中去
Ø可以根据源MAC地址、目的MAC地址或源IP地址/目的IP地址
Ø
应根据不同的网络环境设置合适的流量分配方式
（三）配置端口聚合的注意事项
▪AP成员端口的端口速率必须一致
▪AP成员端口必须属于同一个VLAN
▪AP成员端口使用的传输介质应相同
步骤、内容
▪缺省情况下创建的AggregatePort是二层AP
▪二层端口只能加入二层AP，三层端口只能加入三层AP
▪AP不能设置端口安全功能
▪当把端口加入一个不存在的AP时，AP会被自动创建
▪一个端口加入AP，端口的属性将被AP的属性所取代
▪一个端口从AP中删除，则端口的属性将恢复为其加入AP前的属性
▪当一个端口加入AP后，不能在该端口上进行任何配置，直到该端口退出AP
（四）配置端口聚合
1.创建AP
ØSwtich（config）#interfaceaggregateportn（n为AP号）
2.将端口加入AP
ØSwitch（config）#interfacerange{port-range}
ØSwitch（config-if-range）#port-groupport-group-number
注意：
如果这个AP不存在，则同时创建这个AP
3.将端口从AP中删除
ØSwitch（config-if）#noport-group
4.将AP设置为三层接口
ØSwitch（config）#interfaceaggregateportaggregate-port-number
ØSwitch（config-if）#noswitchport
ØSwitch（config-if）#ipaddressip-addressmask
5.配置流量平衡
ØSwitch（config）#aggregateportload-balance{dst-mac|src-mac|src-dst-mac|dst-ip|src-ip|ip}
Ø注意：
以RG-S3750-24型号的交换机为例，不同型号交换机支持的流量平衡算法可能会不同
6.查看端口聚合配置
ØSwitch#showaggregateport[port-number]{load-balance|summary}
ØSwitch#showinterfaceaggregateportN
（五）端口聚合配置实例
S3750（config）#hostnameSW1
SW1（config）#interfacerangefastEthernet0/1-2
SW1（config-if-range）#port-group1
SW1（config-if-range）#end
SW1#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
SW1（config）#aggregateportload-balancedst-mac
SW1（config）#exit
SW2（config）#aggregateportload-balancesrc-mac
升级会员 